Table des matières
- 1. Vue d'ensemble du produit
- 1.1 Avantages principaux
- 1.2 Applications cibles
- 2. Analyse des paramètres techniques
- 2.1 Caractéristiques maximales absolues
- 2.2 Caractéristiques électriques et optiques
- 3. Spécification du système de classement par bacs
- 3.1 Classement de la LED verte
- 3.2 Classement de la LED jaune
- 4. Informations mécaniques et de conditionnement
- 4.1 Schéma et dimensions
- 4.2 Spécification du conditionnement
- 5. Analyse des courbes de performance
- 6. Recommandations de soudure et d'assemblage
- 6.1 Stockage et manipulation
- 6.2 Formage des broches et montage sur CI
- 6.3 Procédé de soudure
- 7. Conception du circuit de commande
- 8. Notes d'application et précautions
- 8.1 Applications adaptées
- 8.2 Considérations de conception
- 9. Comparaison et positionnement technique
- 10. Questions fréquemment posées (FAQ)
1. Vue d'ensemble du produit
Ce document détaille les spécifications d'un ensemble lampe LED à montage traversant, conçu comme indicateur pour carte de circuit imprimé (CBI). Le produit est constitué d'un boîtier plastique noir à angle droit (support) intégrant des lampes LED discrètes. Il est conçu pour un assemblage simple sur cartes de circuits imprimés (CI). L'ensemble est fourni au format bande et bobine adapté aux processus de placement automatisé.
1.1 Avantages principaux
- Facilité d'assemblage :La conception facilite un montage simple et efficace sur les cartes de circuits.
- Contraste amélioré :Le matériau du boîtier noir améliore le rapport de contraste visuel de l'indicateur éclairé.
- Efficacité énergétique :Caractérisé par une faible consommation d'énergie et une efficacité lumineuse élevée.
- Conformité environnementale :Il s'agit d'un produit sans plomb conforme à la directive RoHS.
- Options de couleur :Intègre des lampes LED de taille T-1 : une avec une puce InGaN pour l'émission verte (525nm) et une avec une puce AlInGaP pour l'émission jaune (589nm). Toutes deux sont dotées de lentilles diffusantes correspondant à leur couleur respective.
- Conditionnement :Fourni au format bande et bobine pour une manipulation automatisée.
1.2 Applications cibles
Ce composant convient à divers équipements électroniques nécessitant des voyants d'état ou d'indication, y compris, mais sans s'y limiter :
- Appareils de communication
- Équipements informatiques et périphériques
- Électronique grand public
- Systèmes de contrôle industriel
2. Analyse des paramètres techniques
2.1 Caractéristiques maximales absolues
Les valeurs suivantes ne doivent en aucun cas être dépassées, car cela pourrait causer des dommages permanents au dispositif. Toutes les valeurs sont spécifiées à une température ambiante (TA) de 25°C.
| Paramètre | LED verte | LED jaune | Unité |
|---|---|---|---|
| Dissipation de puissance | 70 | 52 | mW |
| Courant direct de crête (Cycle de service ≤1/10, Largeur d'impulsion ≤0.1ms) | 60 | 60 | mA |
| Courant direct continu | 20 | 20 | mA |
| Plage de température de fonctionnement | -30°C à +85°C | ||
| Plage de température de stockage | -40°C à +100°C | ||
| Température de soudure des broches (à 2.0mm du corps) | 260°C max. pendant 5 secondes | ||
2.2 Caractéristiques électriques et optiques
Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés à TA=25°C et un courant direct (IF) de 10mA, sauf indication contraire.
| Paramètre | Symbole | Couleur | Min. | Typ. | Max. | Unité | Condition de test |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Intensité lumineuse | IV | Vert | 420 | mcd | IF=10mA | ||
| Jaune | 11 | mcd | IF=10mA | ||||
| Angle de vision (2θ1/2) | Vert | 100 | deg | ||||
| Jaune | 100 | deg | |||||
| Longueur d'onde d'émission de crête | λP | Vert | 526 | nm | |||
| Jaune | 591 | nm | |||||
| Longueur d'onde dominante | λd | Vert | 516 | 525 | 535 | nm | IF=10mA |
| Jaune | 584 | 589 | 594 | nm | IF=10mA | ||
| Demi-largeur spectrale | Δλ | Vert | 35 | nm | |||
| Jaune | 15 | nm | |||||
| Tension directe | VF | Vert | 2.4 | 2.9 | 3.3 | V | IF=10mA |
| Jaune | 1.6 | 2.0 | 2.5 | V | IF=10mA | ||
| Courant inverse | IR | Vert | 10 | μA | VR=5V | ||
| Jaune | 100 | μA | VR=5V |
Notes sur les caractéristiques :
- L'intensité lumineuse est mesurée avec un capteur/filtre approximant la courbe de réponse photopique de l'œil CIE.
- L'angle de vision (θ1/2) est l'angle hors axe où l'intensité chute à la moitié de sa valeur axiale.
- La longueur d'onde dominante (λd) est dérivée du diagramme de chromaticité CIE et définit la couleur perçue.
- Le dispositif n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse ; la condition de test du courant inverse (IR) est uniquement à des fins de caractérisation.
3. Spécification du système de classement par bacs
Les LED sont triées (classées en bacs) selon l'intensité lumineuse et la longueur d'onde dominante pour garantir l'uniformité au sein d'une application.
3.1 Classement de la LED verte
Intensité lumineuse (@10mA) :
| Code de bac | Minimum (mcd) | Maximum (mcd) |
|---|---|---|
| HJ | 180 | 310 |
| KL | 310 | 520 |
| MN | 520 | 880 |
La tolérance sur chaque limite de bac est de ±15%.
Longueur d'onde dominante (@10mA) :
| Code de bac | Minimum (nm) | Maximum (nm) |
|---|---|---|
| G09 | 516.0 | 520.0 |
| G10 | 520.0 | 527.0 |
| G11 | 527.0 | 535.0 |
La tolérance sur chaque limite de bac est de ±1nm.
3.2 Classement de la LED jaune
Intensité lumineuse (@10mA) :
| Code de bac | Minimum (mcd) | Maximum (mcd) |
|---|---|---|
| 3ST | 3.8 | 6.5 |
| 3UV | 6.5 | 11.0 |
| 3WX | 11.0 | 18.0 |
| 3YX | 18.0 | 30.0 |
La tolérance sur chaque limite de bac est de ±15%.
Longueur d'onde dominante (@10mA) :
| Code de bac | Minimum (nm) | Maximum (nm) |
|---|---|---|
| H15 | 584.0 | 586.0 |
| H16 | 586.0 | 588.0 |
| H17 | 588.0 | 590.0 |
| H18 | 590.0 | 592.0 |
| H19 | 592.0 | 594.0 |
La tolérance sur chaque limite de bac est de ±1nm.
4. Informations mécaniques et de conditionnement
4.1 Schéma et dimensions
Le dispositif utilise un boîtier plastique noir à angle droit. Les notes dimensionnelles critiques incluent :
- Toutes les dimensions sont en millimètres (pouces fournis dans le dessin d'origine).
- La tolérance générale est de ±0.25mm (±0.010") sauf indication contraire.
- Le matériau du boîtier est du plastique noir.
- LED1 est verte (525nm) avec une lentille diffusante verte ; LED2 est jaune (589nm) avec une lentille diffusante jaune.
4.2 Spécification du conditionnement
Le produit est fourni en conditionnement bande et bobine pour assemblage automatisé.
- Bande porteuse :Fabriquée en alliage de polystyrène conducteur noir, épaisseur 0.50mm ±0.06mm.
- Tolérance de pas :La tolérance cumulative sur 10 pas de trous d'entraînement est de ±0.20mm.
- Quantité par bobine :Chaque bobine de 13 pouces contient 350 pièces.
5. Analyse des courbes de performance
La fiche technique fait référence à des courbes de performance typiques qui illustrent la relation entre les paramètres clés. Bien que les graphiques spécifiques ne soient pas reproduits en texte, ils incluent généralement :
- Courbes I-V (Courant-Tension) :Montrant la tension directe (VF) en fonction du courant direct (IF) pour les LED verte et jaune. Ceci est crucial pour concevoir le circuit de limitation de courant.
- Intensité lumineuse vs. Courant direct :Représentant comment la sortie lumineuse évolue avec le courant de commande, mettant en évidence la relation non linéaire et aidant à optimiser les conditions de commande pour la luminosité souhaitée.
- Intensité lumineuse relative vs. Température ambiante :Illustrant la diminution de la sortie lumineuse lorsque la température de jonction augmente, ce qui est vital pour la gestion thermique dans les applications à haute température ou à courant élevé.
- Distribution spectrale :Montrant la puissance rayonnante relative en fonction de la longueur d'onde, confirmant le pic (λP) et la largeur spectrale (Δλ) pour chaque couleur.
Ces courbes sont essentielles pour que les concepteurs puissent prédire les performances réelles au-delà des données ponctuelles fournies dans les tableaux.
6. Recommandations de soudure et d'assemblage
6.1 Stockage et manipulation
- Stockage :Les LED doivent être stockées dans un environnement ne dépassant pas 30°C et 70% d'humidité relative. Si elles sont retirées de l'emballage scellé d'origine, elles doivent être utilisées dans les trois mois. Pour un stockage plus long hors de l'emballage d'origine, utiliser un conteneur scellé avec dessiccant ou une atmosphère d'azote.
- Nettoyage :Si nécessaire, nettoyer avec des solvants à base d'alcool comme l'alcool isopropylique.
6.2 Formage des broches et montage sur CI
- Plier les broches à un point situé à au moins 3mm de la base de la lentille LED. Ne pas utiliser la base du cadre de broches comme point d'appui.
- Le formage des broches doit être effectué à température ambiante etavant soldering.
- Lors de l'insertion sur la CI, appliquer la force de clinch minimale nécessaire pour éviter d'imposer une contrainte mécanique excessive au composant.
6.3 Procédé de soudure
Un espace libre minimum de 2mm doit être maintenu entre la base de la lentille/du boîtier et le point de soudure. Éviter de tremper la lentille/le boîtier dans la soudure.
Conditions de soudure recommandées :
| Paramètre | Soudure manuelle (Fer) | Soudure à la vague |
|---|---|---|
| Température | 350°C Max. | Vague : 260°C Max. |
| Temps | 3 secondes Max. (une seule fois) | 5 secondes Max. dans la vague |
| Préchauffage | N/A | 120°C Max. pendant ≤100 sec. |
| Position | Pointe à au moins 2mm de la base de la lentille | Vague à au moins 2mm de la base de la lentille |
Avertissement :Une température ou un temps de soudure excessif peut provoquer une déformation de la lentille ou une défaillance catastrophique de la LED. Ne pas appliquer de contrainte sur les broches pendant que la LED est chaude suite à la soudure.
7. Conception du circuit de commande
Les LED sont des dispositifs à commande de courant. Leur tension directe (VF) a une tolérance et varie avec la température. Pour garantir une luminosité uniforme lors de la commande de plusieurs LED, surtout en parallèle, une résistance de limitation de courant en série pour chaque LED estfortement recommandée.
- Circuit recommandé (A) :Chaque LED a sa propre résistance série connectée à l'alimentation. Cela compense les variations de VF individuelles des LED, garantissant que chacune reçoit presque le même courant et donc une luminosité uniforme.
- Circuit non recommandé (B) :Plusieurs LED connectées directement en parallèle avec une seule résistance partagée. Les différences dans les caractéristiques I-V de chaque LED provoqueront une inégalité de répartition du courant, entraînant des différences de luminosité significatives et une surcontrainte potentielle d'une LED.
La valeur de la résistance série (R) est calculée à l'aide de la loi d'Ohm : R = (V_alimentation - VF_LED) / I_souhaité, où I_souhaité ne doit pas dépasser le courant direct continu maximum de 20mA.
8. Notes d'application et précautions
8.1 Applications adaptées
Cette lampe LED convient à un usage général d'indicateur dans la signalisation intérieure et extérieure, ainsi que dans les équipements électroniques standard des secteurs de la communication, de l'informatique, du grand public et de l'industrie, comme listé.
8.2 Considérations de conception
- Gestion thermique :Bien que la dissipation de puissance soit faible, s'assurer que la température ambiante de fonctionnement ne dépasse pas 85°C. Dans les espaces clos ou à températures ambiantes élevées, considérer la dégradation de l'intensité lumineuse.
- Contrôle du courant :Toujours utiliser une méthode de commande à courant constant ou une source de tension avec une résistance série. Ne jamais connecter directement à une source de tension sans limitation de courant.
- Précautions ESD :Bien que non explicitement indiqué, les procédures standard de manipulation ESD doivent être observées pendant l'assemblage pour éviter d'endommager les puces semi-conductrices.
- Conception optique :L'angle de vision de 100 degrés et la lentille diffusante fournissent un motif d'éclairage large et doux adapté aux indicateurs de panneau. Pour des applications nécessitant un faisceau focalisé ou étroit, un type de lentille différent serait requis.
9. Comparaison et positionnement technique
Ce produit représente une solution classique d'indicateur à montage traversant. Ses principaux points de différenciation incluent :
- Boîtier intégré :Le support à angle droit noir pré-assemblé simplifie la conception et l'assemblage de la carte par rapport à l'utilisation de LED discrètes et de supports séparés, tout en améliorant le contraste.
- Double couleur dans un seul boîtier :Combiner des indicateurs vert et jaune dans un seul boîtier traversant compact peut économiser de l'espace sur la carte par rapport à l'utilisation de deux LED monochromes séparées.
- Conformité des matériaux :En tant que composant sans plomb et conforme RoHS, il répond aux réglementations environnementales modernes pour la fabrication électronique.
- Adapté à l'automatisation :Le conditionnement bande et bobine prend en charge les processus d'assemblage automatisé à grand volume, réduisant les coûts de main-d'œuvre.
Comparées aux LED CMS (composants montés en surface), les versions traversantes comme celle-ci offrent des avantages en prototypage, assemblage manuel et applications nécessitant une résistance mécanique plus élevée ou un guidage de lumière à travers la carte. Cependant, les LED CMS permettent généralement un placement plus dense et sont plus adaptées aux lignes d'assemblage pick-and-place entièrement automatisées et à grande vitesse.
10. Questions fréquemment posées (FAQ)
Q1 : Puis-je commander cette LED à son courant de crête de 60mA en continu ?
R1 : Non. La caractéristique de Courant direct de crête (60mA) est uniquement pour des impulsions très courtes (≤0.1ms) à un faible cycle de service (≤10%). Le courant direct continu maximum est de 20mA. Le dépasser peut provoquer une surchauffe et une dégradation rapide ou une défaillance.
Q2 : Pourquoi y a-t-il une différence significative d'intensité lumineuse typique entre la LED verte (420mcd) et la LED jaune (11mcd) au même courant de 10mA ?
R2 : Cela est principalement dû aux différents matériaux semi-conducteurs (InGaN pour le vert vs. AlInGaP pour le jaune) et à la sensibilité photopique de l'œil humain (courbe CIE), qui culmine dans la région verte (~555nm). L'œil est moins sensible à la longueur d'onde jaune émise, ce qui entraîne une intensité lumineuse mesurée (en mcd) plus faible pour la même puissance rayonnante.
Q3 : Que se passe-t-il si je soude la LED sans maintenir l'espace libre de 2mm par rapport à la base de la lentille ?
R3 : Appliquer de la chaleur trop près de la lentille plastique ou du boîtier peut provoquer la fusion, la déformation ou la décoloration. Cela peut également transférer une chaleur excessive à la puce LED via les broches, endommageant potentiellement la jonction semi-conductrice ou les fils de liaison internes.
Q4 : Comment interpréter les codes de bac lors de la commande ?
R4 : Les codes de bac (par exemple, KL & G10 pour le vert) définissent la plage garantie d'intensité lumineuse et de longueur d'onde dominante pour les LED que vous recevrez. Spécifier des bacs vous permet de sélectionner des LED avec des performances cohérentes pour votre application. Si l'uniformité de couleur ou de luminosité est critique, vous devez spécifier des bacs serrés et potentiellement demander des données de test.
Q5 : Une diode de protection contre l'inverse est-elle nécessaire dans mon circuit ?
R5 : La fiche technique indique que le dispositif n'est pas conçu pour un fonctionnement en inverse et spécifie un courant inverse (IR) sous un test de 5V. Bien qu'une petite tension inverse occasionnelle puisse ne pas provoquer de défaillance immédiate, ce n'est pas recommandé. Dans les circuits où une tension inverse est possible (par exemple, couplage AC, charges inductives), une protection externe telle qu'une diode en série ou une diode en polarisation inverse en parallèle avec la LED est conseillée pour éviter d'appliquer une polarisation inverse à la LED.
Terminologie des spécifications LED
Explication complète des termes techniques LED
Performance photoelectrique
| Terme | Unité/Représentation | Explication simple | Pourquoi important |
|---|---|---|---|
| Efficacité lumineuse | lm/W (lumens par watt) | Sortie de lumière par watt d'électricité, plus élevé signifie plus économe en énergie. | Détermine directement le grade d'efficacité énergétique et le coût de l'électricité. |
| Flux lumineux | lm (lumens) | Lumière totale émise par la source, communément appelée "luminosité". | Détermine si la lumière est assez brillante. |
| Angle de vision | ° (degrés), par exemple 120° | Angle où l'intensité lumineuse tombe à moitié, détermine la largeur du faisceau. | Affecte la portée d'éclairage et l'uniformité. |
| CCT (Température de couleur) | K (Kelvin), par exemple 2700K/6500K | Chaleur/fraîcheur de la lumière, valeurs inférieures jaunâtres/chaudes, supérieures blanchâtres/fraîches. | Détermine l'atmosphère d'éclairage et les scénarios appropriés. |
| CRI / Ra | Sans unité, 0–100 | Capacité à restituer avec précision les couleurs des objets, Ra≥80 est bon. | Affecte l'authenticité des couleurs, utilisé dans des lieux à forte demande comme les centres commerciaux, musées. |
| SDCM | Étapes d'ellipse MacAdam, par exemple "5 étapes" | Métrique de cohérence des couleurs, des étapes plus petites signifient une couleur plus cohérente. | Garantit une couleur uniforme sur le même lot de LED. |
| Longueur d'onde dominante | nm (nanomètres), par exemple 620nm (rouge) | Longueur d'onde correspondant à la couleur des LED colorées. | Détermine la teinte des LED monochromes rouges, jaunes, vertes. |
| Distribution spectrale | Courbe longueur d'onde vs intensité | Montre la distribution d'intensité sur les longueurs d'onde. | Affecte le rendu des couleurs et la qualité. |
Paramètres électriques
| Terme | Symbole | Explication simple | Considérations de conception |
|---|---|---|---|
| Tension directe | Vf | Tension minimale pour allumer la LED, comme "seuil de démarrage". | La tension du pilote doit être ≥Vf, les tensions s'ajoutent pour les LED en série. |
| Courant direct | If | Valeur du courant pour le fonctionnement normal de la LED. | Habituellement entraînement à courant constant, le courant détermine la luminosité et la durée de vie. |
| Courant pulsé max | Ifp | Courant de crête tolérable pour de courtes périodes, utilisé pour le gradation ou le flash. | La largeur d'impulsion et le cycle de service doivent être strictement contrôlés pour éviter les dommages. |
| Tension inverse | Vr | Tension inverse max que la LED peut supporter, au-delà peut provoquer une panne. | Le circuit doit empêcher la connexion inverse ou les pics de tension. |
| Résistance thermique | Rth (°C/W) | Résistance au transfert de chaleur de la puce à la soudure, plus bas est meilleur. | Une résistance thermique élevée nécessite une dissipation thermique plus forte. |
| Immunité ESD | V (HBM), par exemple 1000V | Capacité à résister à la décharge électrostatique, plus élevé signifie moins vulnérable. | Des mesures anti-statiques nécessaires en production, surtout pour les LED sensibles. |
Gestion thermique et fiabilité
| Terme | Métrique clé | Explication simple | Impact |
|---|---|---|---|
| Température de jonction | Tj (°C) | Température de fonctionnement réelle à l'intérieur de la puce LED. | Chaque réduction de 10°C peut doubler la durée de vie; trop élevée provoque une dégradation de la lumière, un décalage de couleur. |
| Dépréciation du lumen | L70 / L80 (heures) | Temps pour que la luminosité tombe à 70% ou 80% de l'initiale. | Définit directement la "durée de vie" de la LED. |
| Maintien du lumen | % (par exemple 70%) | Pourcentage de luminosité conservé après le temps. | Indique la rétention de luminosité sur une utilisation à long terme. |
| Décalage de couleur | Δu′v′ ou ellipse MacAdam | Degré de changement de couleur pendant l'utilisation. | Affecte la cohérence des couleurs dans les scènes d'éclairage. |
| Vieillissement thermique | Dégradation du matériau | Détérioration due à une température élevée à long terme. | Peut entraîner une baisse de luminosité, un changement de couleur ou une défaillance en circuit ouvert. |
Emballage et matériaux
| Terme | Types communs | Explication simple | Caractéristiques et applications |
|---|---|---|---|
| Type de boîtier | EMC, PPA, Céramique | Matériau de boîtier protégeant la puce, fournissant une interface optique/thermique. | EMC: bonne résistance à la chaleur, faible coût; Céramique: meilleure dissipation thermique, durée de vie plus longue. |
| Structure de puce | Avant, Flip Chip | Agencement des électrodes de puce. | Flip chip: meilleure dissipation thermique, efficacité plus élevée, pour haute puissance. |
| Revêtement phosphore | YAG, Silicate, Nitrure | Couvre la puce bleue, convertit une partie en jaune/rouge, mélange en blanc. | Différents phosphores affectent l'efficacité, CCT et CRI. |
| Lentille/Optique | Plat, Microlentille, TIR | Structure optique en surface contrôlant la distribution de la lumière. | Détermine l'angle de vision et la courbe de distribution de la lumière. |
Contrôle qualité et classement
| Terme | Contenu de tri | Explication simple | But |
|---|---|---|---|
| Bac de flux lumineux | Code par exemple 2G, 2H | Regroupé par luminosité, chaque groupe a des valeurs lumen min/max. | Assure une luminosité uniforme dans le même lot. |
| Bac de tension | Code par exemple 6W, 6X | Regroupé par plage de tension directe. | Facilite l'appariement du pilote, améliore l'efficacité du système. |
| Bac de couleur | Ellipse MacAdam 5 étapes | Regroupé par coordonnées de couleur, garantissant une plage étroite. | Garantit la cohérence des couleurs, évite les couleurs inégales dans le luminaire. |
| Bac CCT | 2700K, 3000K etc. | Regroupé par CCT, chacun a une plage de coordonnées correspondante. | Répond aux différentes exigences CCT de scène. |
Tests et certification
| Terme | Norme/Test | Explication simple | Signification |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Test de maintien du lumen | Éclairage à long terme à température constante, enregistrant la dégradation de la luminosité. | Utilisé pour estimer la vie LED (avec TM-21). |
| TM-21 | Norme d'estimation de vie | Estime la vie dans des conditions réelles basées sur les données LM-80. | Fournit une prévision scientifique de la vie. |
| IESNA | Société d'ingénierie de l'éclairage | Couvre les méthodes de test optiques, électriques, thermiques. | Base de test reconnue par l'industrie. |
| RoHS / REACH | Certification environnementale | Assure l'absence de substances nocives (plomb, mercure). | Exigence d'accès au marché internationalement. |
| ENERGY STAR / DLC | Certification d'efficacité énergétique | Certification d'efficacité énergétique et de performance pour l'éclairage. | Utilisé dans les achats gouvernementaux, programmes de subventions, améliore la compétitivité. |